合同式の使い方が分からなくなりました。
nを自然数とするとき1^n+2^n+3^n+4^nを5で割った余りを求めよ。(hint:nをmod4で分類して答えよ) この問題で n≡0(mod4)のとき 与式≡4≡ー1(mod5) n≡1(mod4)のとき、与式≡10(mod5)≡0(mod5)
n≡2(mod4)のとき与式≡30(mod5)≡0(mod5)
n≡3(mod4)のとき与式≡1^3+2^3+3^3+4^3≡1^3+2^3+(-2)^3+(-1)^3≡0(mod5)
が回答なのですが、なんでmod5の与式にmod4の値が代入できるのかが分かりません。 回答が誤っているのでしょうか?
よろしくお願いします。
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No.12456 - 2010/12/18(Sat) 12:43:55
| ☆ Re: / らすかる | | | 代入はしていません。 n=0,1,2,3,… に対して 1^n≡1,1,1,1,1,1,1,1,… (mod5) 2^n≡1,2,4,3,1,2,4,3,… (mod5) 3^n≡1,3,4,2,1,3,4,2,… (mod5) 4^n≡1,4,1,4,1,4,1,4,… (mod5) となって4つずつで同じパターンが繰り返されますから nをmod4で分類しているのです。
mod5で考えているのは ○^n mod4で考えているのは n で、別物です。
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No.12458 - 2010/12/18(Sat) 14:49:53 |
| ☆ Re: / 合同式をモノにしたい者 | | | aを自然数、pを素数とするときa^p≡a(modp)より周期が4で繰り返すことは承知しております。
n≡0(mod4)のとき1^n+2^n+3^n+4^n≡1^0+2^0+3^0+4^0≡4(mod5)という風にnの部分にn≡0(mod4)の「0」mod5の式が代入されてますし、 n≡1(mod4)のときも1^n+2^n+3^n+4^n≡1^1+2^1+3^1+4^1≡10(mod5)という風に、n≡1(mod4)の「1」がmod5の式に代入されているのですが・・・。
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No.12459 - 2010/12/18(Sat) 15:24:11 |
| ☆ Re: / らすかる | | | 代入していると考えるから混乱するのだと思います。 例えば 3^0≡1, 3^1≡3, 3^2≡4, 3^3≡2, (mod5) 3^4≡1, 3^5≡3, 3^6≡4, 3^7≡2, (mod5) ・・・ のように4つずつ繰り返されていることをまとめて書くと 3^(4k)≡1, 3^(4k+1)≡3, 3^(4k+2)≡4, 3^(4k+3)≡2 (mod5) となりますから、指数部をmod表記にすると 3^n≡ 1(mod5) (n≡0(mod4)) 3(mod5) (n≡1(mod4)) 4(mod5) (n≡2(mod4)) 2(mod5) (n≡3(mod4)) となるというだけのことです。
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No.12460 - 2010/12/18(Sat) 15:32:27 |
| ☆ Re: / らすかる | | | 説明の続きです。 上のように 「3^nをmod5で考えるとnをmod4で場合分けした時に同じ値になる」 わけですから、例えばn≡2(mod4)のとき 3^n≡3^2≡4(mod5)です。 同様に n≡0 のとき 3^n≡3^0 n≡1 のとき 3^n≡3^1 n≡3 のとき 3^n≡3^3 も成り立ち、また1^n,2^n,4^nについても同様に成り立ちます。 よって例えばn≡2(mod4)のとき 1^n≡1^2(mod5), 2^n≡2^2(mod5), 3^n≡3^2(mod5), 4^n≡4^2(mod5) が成り立ちますので n≡2(mod4)のとき 1^n+2^n+3^n+4^n≡1^2+2^2+3^2+4^2(mod5) が成り立ちます。 結果的にnにmod4の値を代入した形になっていますが、 (nが)mod3とかmod7とかでは成り立ちませんので 勝手に代入できるわけではありません。 3^n≡3^(nを4で割った余り) (mod5)が成り立つから nで場合分けすれば 3^nを3^2のように具体的な数字に置き換えられる、と 考えれば良いと思います。
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No.12465 - 2010/12/18(Sat) 18:18:16 |
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